JPS6375406A - 加圧流動燃焼法 - Google Patents
加圧流動燃焼法Info
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- JPS6375406A JPS6375406A JP61218473A JP21847386A JPS6375406A JP S6375406 A JPS6375406 A JP S6375406A JP 61218473 A JP61218473 A JP 61218473A JP 21847386 A JP21847386 A JP 21847386A JP S6375406 A JPS6375406 A JP S6375406A
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- JP
- Japan
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- temperature
- fluidized bed
- gas
- air
- combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/061—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with combustion in a fluidised bed
- F01K23/062—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with combustion in a fluidised bed the combustion bed being pressurised
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、加圧流動層で石炭、オイルコークスなどの燃
料（以下、単に石炭という）を燃焼することによって、
ガスタービン駆動用の高温ガスを発生させる加圧流動燃
焼法、詳しくは、フリーボード出口ガス温度が少なくと
も加圧流動層温度よりも高くなるようにし、フリーボー
ド出口ガス温度を２段燃焼比率を変えることによって、
所定の温度に制御するようにした加圧流動燃焼法に関す
るものである。
料（以下、単に石炭という）を燃焼することによって、
ガスタービン駆動用の高温ガスを発生させる加圧流動燃
焼法、詳しくは、フリーボード出口ガス温度が少なくと
も加圧流動層温度よりも高くなるようにし、フリーボー
ド出口ガス温度を２段燃焼比率を変えることによって、
所定の温度に制御するようにした加圧流動燃焼法に関す
るものである。
（従来の技術〕
従来の石炭焚流動層燃焼においては、アルカリ土類金属
化合物を用いて炉内脱硫を行う場合には、脱硫に最適温
度があることから、たとえば石灰石を脱硫剤として使用
するときには、８００〜９００℃の流動層温度が採用さ
れている。また炉内脱硫を実施しない場合の流動層最高
温度は、石炭灰の軟化温度から制限されて、概略１（１
００℃が限界である。
化合物を用いて炉内脱硫を行う場合には、脱硫に最適温
度があることから、たとえば石灰石を脱硫剤として使用
するときには、８００〜９００℃の流動層温度が採用さ
れている。また炉内脱硫を実施しない場合の流動層最高
温度は、石炭灰の軟化温度から制限されて、概略１（１
００℃が限界である。
一方、流動層温度を所定の温度にする方法としては、流
動層内に伝熱管を配して成熱するのが一般的である。他
の方法としては、流動層から飛散したダスト（石炭灰、
脱硫剤など）を捕集して、その保有熱を除去し、冷却さ
れたダストを流動層に戻す方法がある。
動層内に伝熱管を配して成熱するのが一般的である。他
の方法としては、流動層から飛散したダスト（石炭灰、
脱硫剤など）を捕集して、その保有熱を除去し、冷却さ
れたダストを流動層に戻す方法がある。
しかしながら、石炭焚流動層燃焼の流動層温度は、炉内
脱硫を行うと脱硫に最適温度があること、あるいは石炭
灰の軟化温度のために、低い流動層温度に制限されるた
めに、つぎの欠点があった。
脱硫を行うと脱硫に最適温度があること、あるいは石炭
灰の軟化温度のために、低い流動層温度に制限されるた
めに、つぎの欠点があった。
＋１１ 微粉炭燃焼法に比べて燃焼効率が悪い。
（２）燃焼ガスをガスタービン駆動用ガスに使用する複
合発電プラントの場合には、ガスタービン人ロガ′ス温
度を高める自由度がなくなり、プラント熱効率が低い。
合発電プラントの場合には、ガスタービン人ロガ′ス温
度を高める自由度がなくなり、プラント熱効率が低い。
第２図は、ガスタービン入口ガス温度とガスタービン熱
効率との関係を示している。第２図から、ガスタービン
入口ガス温度が高くなるに従って、ガスタービン熱効率
が高くなることがわかる。
効率との関係を示している。第２図から、ガスタービン
入口ガス温度が高くなるに従って、ガスタービン熱効率
が高くなることがわかる。
また前述したように、流動層温度を石炭灰の軟化温度よ
りも低くしないと、石炭灰の凝集（アグロメレーシッン
）が発生する。このため通常は、１０００℃よりも高い
流動層温度にすることができないので、ガスタービン入
口ガス温度を高めようとすれば、フリーボードでの熱発
生が必要となる。
りも低くしないと、石炭灰の凝集（アグロメレーシッン
）が発生する。このため通常は、１０００℃よりも高い
流動層温度にすることができないので、ガスタービン入
口ガス温度を高めようとすれば、フリーボードでの熱発
生が必要となる。
その方法の１つとして、フリーボードに燃料を追加して
燃焼する方法があるが、システムが非常に複雑になる欠
点がある。他の方法としては、石炭を流動層の上部から
供給して、石炭中の微粉をフリーボードで燃焼させる方
法があるが、石炭中の微粉割合の変化につれて、燃焼ガ
ス温度が変動するために、ガスタービンの駆動用に安定
な高温ガスを供給することが困難であった。
燃焼する方法があるが、システムが非常に複雑になる欠
点がある。他の方法としては、石炭を流動層の上部から
供給して、石炭中の微粉をフリーボードで燃焼させる方
法があるが、石炭中の微粉割合の変化につれて、燃焼ガ
ス温度が変動するために、ガスタービンの駆動用に安定
な高温ガスを供給することが困難であった。
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、石炭焚流動
層燃焼炉のガス温度を、高温でしかも所定の温度に制御
できるようにし、高い燃焼効率が得られるとともに、加
圧流動層ボイラを組み込んだガスタービンとスチームタ
ービンの複合発電設備に適用することによって高い熱効
率を得ることができる新規な加圧流動燃焼法の提供を目
的とするものである。
層燃焼炉のガス温度を、高温でしかも所定の温度に制御
できるようにし、高い燃焼効率が得られるとともに、加
圧流動層ボイラを組み込んだガスタービンとスチームタ
ービンの複合発電設備に適用することによって高い熱効
率を得ることができる新規な加圧流動燃焼法の提供を目
的とするものである。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の加
圧流動燃焼法は、流動層内に伝熱管を設けた加圧流動層
に、石炭、オイルコークスなどの燃料を供給し燃焼せし
めて水蒸気を取り出し、加圧流動層下部およびフリーボ
ードへ空気を供給して２段燃焼を行う流動燃焼法を用い
た加圧流動層複合発電プラントにおける燃焼法において
、フリーボード出口ガス温度を少なくとも加圧流動層温
度よりも高くし、フリーボード出口ガス温度を検出して
、フリーボード出口ガス温度が所定の温度になるように
、加圧流動層下部へ供給する一次空気とフリーボードへ
供給する二次空気との比率を変えて制御し、加圧流動層
からの燃焼ガスをガスタービンに導入することを特徴と
している。
圧流動燃焼法は、流動層内に伝熱管を設けた加圧流動層
に、石炭、オイルコークスなどの燃料を供給し燃焼せし
めて水蒸気を取り出し、加圧流動層下部およびフリーボ
ードへ空気を供給して２段燃焼を行う流動燃焼法を用い
た加圧流動層複合発電プラントにおける燃焼法において
、フリーボード出口ガス温度を少なくとも加圧流動層温
度よりも高くし、フリーボード出口ガス温度を検出して
、フリーボード出口ガス温度が所定の温度になるように
、加圧流動層下部へ供給する一次空気とフリーボードへ
供給する二次空気との比率を変えて制御し、加圧流動層
からの燃焼ガスをガスタービンに導入することを特徴と
している。
本発明の方法を実施するにあたり、フリーボード出口ガ
ス温度は、炭種またはボイラ負荷などに応じて設定され
る。加圧流動層温度は８００〜１０００℃とし、フリー
ボード出口ガス温度は１０００〜１１００℃とするのが
望ましい。
ス温度は、炭種またはボイラ負荷などに応じて設定され
る。加圧流動層温度は８００〜１０００℃とし、フリー
ボード出口ガス温度は１０００〜１１００℃とするのが
望ましい。
第３図は、総空気比を一定とし、二次空気の割合を変え
たときのフリーボード出口ガス温度を示したものである
。二次空気の割合が２０％程度までは、フリーボード出
口ガス温度はあまり上昇しないが、２０％を越えると、
フリーボード出口ガス温度は、二次空気の割合の増加に
つれて高くなる。
たときのフリーボード出口ガス温度を示したものである
。二次空気の割合が２０％程度までは、フリーボード出
口ガス温度はあまり上昇しないが、２０％を越えると、
フリーボード出口ガス温度は、二次空気の割合の増加に
つれて高くなる。
このように、フリーボード出口ガス温度を、流動層温度
よりも高い温度に制御する方法として、二次空気の割合
を変化さす２段燃焼法が有効であることが判明した。
よりも高い温度に制御する方法として、二次空気の割合
を変化さす２段燃焼法が有効であることが判明した。
流動層燃焼における従来の２段燃焼は、ＮＯｘの低減を
目的として実施するものであるが、本発明においては、
フリーボード出口ガス７ユ度を、流動層温度よりも高い
温度に制御する目的で実施するものであり、従来の２段
燃焼とは、目的および制御手段が異なっている。
目的として実施するものであるが、本発明においては、
フリーボード出口ガス７ユ度を、流動層温度よりも高い
温度に制御する目的で実施するものであり、従来の２段
燃焼とは、目的および制御手段が異なっている。
フリーボード出口ガス温度の制御は、流動層の下部から
供給する一次空気と、フリーボードに供給する二次空気
の割合を変えることによって実施できる。−次空気ある
いは二次空気のみを変化させても良いが、両者を変化さ
せても良い。
供給する一次空気と、フリーボードに供給する二次空気
の割合を変えることによって実施できる。−次空気ある
いは二次空気のみを変化させても良いが、両者を変化さ
せても良い。
フリーボードの容積は、通常、流動層部の容積の５〜２
０倍あり、高い燃焼効率を得るためには非常に重要であ
る。第４図は、流動層温度を８００℃一定として、フリ
ーボード出口ガス温度を変化させたときの未燃損失の変
化を示したものである。
０倍あり、高い燃焼効率を得るためには非常に重要であ
る。第４図は、流動層温度を８００℃一定として、フリ
ーボード出口ガス温度を変化させたときの未燃損失の変
化を示したものである。
未燃損失は、フリーボード出口ガス温度を高くするにつ
れて少なくなっている。このように、フ、＋７−ボード
出口ガス温度を流動層温度よりも高くすることによって
、高い燃焼効率を得ることができる。
れて少なくなっている。このように、フ、＋７−ボード
出口ガス温度を流動層温度よりも高くすることによって
、高い燃焼効率を得ることができる。
なお石灰石脱硫剤で炉内脱硫を実施する場合には、流動
層温度として８００〜９００℃にすることが好ましい。
層温度として８００〜９００℃にすることが好ましい。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説
明する。ただしこの実施例に記載されている構成機器の
形状、その相対配置などは、と（に特定的な記載がない
限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のも
のではなく、単なる説明例にすぎない。
明する。ただしこの実施例に記載されている構成機器の
形状、その相対配置などは、と（に特定的な記載がない
限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のも
のではなく、単なる説明例にすぎない。
第１図は本発明の方法を実施する装置の一例を示してい
る。１は加圧流動層ボイラで、−次空気導入管２、二次
空気導入管３、燃焼ガス放出管４、流動層内の燃焼熱の
一部を成熱する伝熱管５、石炭供給管６、加圧流動層７
、空気分散板８、風箱１０、フリーボード１１などを有
している。燃焼ガス放出管４はガスタービン１２に接続
されており、その途中に集じん器１３を設けている。ガ
スタービン１２は空気圧縮機１４および発電機１５に連
結されている。空気圧縮機１４で圧縮された空気は、−
次空気導入管２および二次空気導入管３に供給される。
る。１は加圧流動層ボイラで、−次空気導入管２、二次
空気導入管３、燃焼ガス放出管４、流動層内の燃焼熱の
一部を成熱する伝熱管５、石炭供給管６、加圧流動層７
、空気分散板８、風箱１０、フリーボード１１などを有
している。燃焼ガス放出管４はガスタービン１２に接続
されており、その途中に集じん器１３を設けている。ガ
スタービン１２は空気圧縮機１４および発電機１５に連
結されている。空気圧縮機１４で圧縮された空気は、−
次空気導入管２および二次空気導入管３に供給される。
−次空気導入管２および二次空気導入管３には、それぞ
れ流量計１６．１７および制御弁１８．２０が、燃焼ガ
ス放出管４には温度計２１が設けられており、温度調節
器２２に接続している。
れ流量計１６．１７および制御弁１８．２０が、燃焼ガ
ス放出管４には温度計２１が設けられており、温度調節
器２２に接続している。
ガスタービン入口温度（ここでは温度計２１で示してい
る）が所定の温度になるように、制御弁１８．２０の開
度を温度調節器２２で制御する。
る）が所定の温度になるように、制御弁１８．２０の開
度を温度調節器２２で制御する。
なお２３はガスタービン排ガス熱交換器、２４は蒸気タ
ービン、２５は発電機、２６は復水器、２７は給水加熱
器群である。
ービン、２５は発電機、２６は復水器、２７は給水加熱
器群である。
本発明は上記のように、フリーボード出口ガス温度を、
流動層温度よりも高くして、その温度を一次空気と二次
空気との比率を変えて制御するものであるから、つぎの
ような効果が奏せられる。
流動層温度よりも高くして、その温度を一次空気と二次
空気との比率を変えて制御するものであるから、つぎの
ような効果が奏せられる。
（１）安定した高い燃焼効率を得ることができる。
（２）安定した高温の燃焼ガスが得られることから、加
圧流動層燃焼でガスタービンと組み合わせた装置におい
て、高いプラント効率が達成される。
圧流動層燃焼でガスタービンと組み合わせた装置におい
て、高いプラント効率が達成される。
第１図は本発明の加圧流動燃焼法を実施する装置の一例
を示すフローシート、第２図はガスタービン入口ガス温
度と熱効率との関係を示すグラフ、第３図は総空気比１
．２の場合の二次空気の割合とフリーボード出口ガス温
度との関係を示すグラフ、第４図は流動層温度８００℃
の場合のフリーボード出口ガス温度と未燃損失との関係
を示すグラフである。 １・−・加圧流動層ボイラ、２−−−一次空気導入管、
３・−・二次空気導入管、４−・−燃焼ガス放出管、５
−・伝熱管、６・−・石炭供給管、７−加圧流動層、８
・・・空気分散板、１０・・−風箱、１１−・−フリー
ボード、１２−ガスタービン、１３−・集じん器、１４
−空気圧縮機、１５−発電機、１６．１７−流量計、１
８．２〇−制御弁、２１・・一温度計、２２−・温度調
節器、２３−ガスタービン排ガス熱交換器、２４−−−
９気タービン、２５・−発電機、２６・・・復水器、２
７・・・給水加熱器群 出 願 人 川崎重工業株式会社 第づ図 二を皇ａ＝’＋ｒｌｌ、ｉ （％） 第４図
を示すフローシート、第２図はガスタービン入口ガス温
度と熱効率との関係を示すグラフ、第３図は総空気比１
．２の場合の二次空気の割合とフリーボード出口ガス温
度との関係を示すグラフ、第４図は流動層温度８００℃
の場合のフリーボード出口ガス温度と未燃損失との関係
を示すグラフである。 １・−・加圧流動層ボイラ、２−−−一次空気導入管、
３・−・二次空気導入管、４−・−燃焼ガス放出管、５
−・伝熱管、６・−・石炭供給管、７−加圧流動層、８
・・・空気分散板、１０・・−風箱、１１−・−フリー
ボード、１２−ガスタービン、１３−・集じん器、１４
−空気圧縮機、１５−発電機、１６．１７−流量計、１
８．２〇−制御弁、２１・・一温度計、２２−・温度調
節器、２３−ガスタービン排ガス熱交換器、２４−−−
９気タービン、２５・−発電機、２６・・・復水器、２
７・・・給水加熱器群 出 願 人 川崎重工業株式会社 第づ図 二を皇ａ＝’＋ｒｌｌ、ｉ （％） 第４図
Claims (1)
- １ 流動層内に伝熱管を設けた加圧流動層に、石炭、オ
イルコークスなどの燃料を供給し燃焼せしめて水蒸気を
取り出し、加圧流動層下部およびフリーボードへ空気を
供給して２段燃焼を行う流動燃焼法を用いた加圧流動層
複合発電プラントにおける燃焼法において、フリーボー
ド出口ガス温度を少なくとも加圧流動層温度よりも高く
し、フリーボード出口ガス温度を検出して、フリーボー
ド出口ガス温度が所定の温度になるように、加圧流動層
下部へ供給する一次空気とフリーボードへ供給する二次
空気との比率を変えて制御し、加圧流動層からの燃焼ガ
スをガスタービンに導入することを特徴とする加圧流動
燃焼法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61218473A JPS6375406A (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 加圧流動燃焼法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61218473A JPS6375406A (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 加圧流動燃焼法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6375406A true JPS6375406A (ja) | 1988-04-05 |
| JPH0421086B2 JPH0421086B2 (ja) | 1992-04-08 |
Family
ID=16720473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61218473A Granted JPS6375406A (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 加圧流動燃焼法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6375406A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5203159A (en) * | 1990-03-12 | 1993-04-20 | Hitachi Ltd. | Pressurized fluidized bed combustion combined cycle power plant and method of operating the same |
| WO1998046863A1 (en) * | 1997-04-14 | 1998-10-22 | Ebara Corporation | Pressurized fluidized-bed combined-cycle electric generating system |
| JP2016041990A (ja) * | 2014-08-18 | 2016-03-31 | 東洋エンジニアリング株式会社 | ボイラーを含む発熱装置 |
| JP2017032245A (ja) * | 2015-08-05 | 2017-02-09 | 月島機械株式会社 | 加圧循環流動炉の運転方法及び運転装置 |
-
1986
- 1986-09-17 JP JP61218473A patent/JPS6375406A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5203159A (en) * | 1990-03-12 | 1993-04-20 | Hitachi Ltd. | Pressurized fluidized bed combustion combined cycle power plant and method of operating the same |
| WO1998046863A1 (en) * | 1997-04-14 | 1998-10-22 | Ebara Corporation | Pressurized fluidized-bed combined-cycle electric generating system |
| JP2001521611A (ja) * | 1997-04-14 | 2001-11-06 | 株式会社 荏原製作所 | 加圧流動床ボイラ複合サイクル発電システム |
| JP2016041990A (ja) * | 2014-08-18 | 2016-03-31 | 東洋エンジニアリング株式会社 | ボイラーを含む発熱装置 |
| JP2017032245A (ja) * | 2015-08-05 | 2017-02-09 | 月島機械株式会社 | 加圧循環流動炉の運転方法及び運転装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0421086B2 (ja) | 1992-04-08 |
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